基于性能的抗震设计发展及研究现状

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1、基于性能的抗震设计发展及研究现状张桦(中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川成都610081)摘要：针对现行基于承载力(强度)的抗震设计思想的不足之处，提出基于性能的抗震设计的优势，同时对国内外基于性能的抗震设计的研究现状进行了概括分析，阐述了基于性能抗震设计的主要思想，即结构在其设计使用期内，在遭受不同水平的地震作用下，应该有明确的性能水平，并使得结构在整个生命周期中费用达到最小，并提出了目前基于性能的抗震设计理念应用到实际工程设计中所面临的问题。关键词：抗震设计；基于性能的抗震设计；基于位移的抗震设计中图分类号：TU352．11

2、文献标志码：A文章编号：1672—4011(2016)04—0053—03DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2016．04．0260前言我国是世界上地震灾害最严重的国家之一，地震引起的建筑物和工程设施的破坏以及由此引发的次生灾害，给人类社会造成了不同程度的人员伤亡和巨大的经济损失。比如：在1999年，我国台湾南投县发生7．6级地震，死亡人数达到2103人，伤亡人数超过1万人，直接经济损失达到3766亿新台币，供电系统因地震受损严重，造成新竹高科技园区芯片停产，在世界范围内引起了计算机价格波动；2008年5月12日

3、发生在我国汶JiI的8．0级地震是自唐山地震之后在人口较为稠密地区的又一次地震巨灾，造成死亡及失踪人数达8．7万多人，受伤37万多人，倒塌损毁房屋500多万间，直接经济损失845l多亿元，而灾后的重建至少需要3000亿元。这些数据都表明，随着社会经济的发展和城市人口密度的增大，地震所造成的损失将越来越严重。工程师们逐渐认识到现行的仅以保证人的生命安全为目标的基于承载力或强度的设计方法，在抗震设计理念、适应社会需求等方面都存在一定的缺陷，不能对结构的地震损伤及由此导致的经济损失进行有效地控制，也不能对建筑物在未来的地震中表现出来的抗震性能

4、做出正确评估，且忽视了对建筑物中非结构构件和内部设施的保护。在地震过后，部分建筑物丧失使用功能，并且震后重建所需要的时间、费用在一定程度上也超出我们所能承受的能力范围。现行的抗震设计方法是以保证人的生命安全为原则的一级设计方法，不能有效地控制地震所造成的经济损失。从地震灾害所给我们带来的教训来看，设计目标不仅要防止建筑物的倒塌，更要能对由于地震灾害所带来的经济损失加以控制，以此保证建筑物使用功能。因此，寻求更为完善的结构抗震设计思想及方法已迫在眉睫。1传统的基于力(强度)的设计方法我国现行的抗震设计原则是“三水准，两阶段”。“三水准”指

5、的是“小震不坏，中震可修和大震不倒”；“两阶段”指的是进行“小震”作用下的承载力验算、弹性变形验算，进行“大震”作用下的弹塑性变形验算，从一定程度上来讲，作者简介：张桦(1982一)，男，安徽亳州人，硕士研究生，工程师。主要从事市政结构设计工作。这是一种基于承载力的设计方法。在不断总结历次震害经验教训的基础上，人们建立了现有的抗震设计思想，以及现行抗震设计规范。20世纪初期，从日本首先提出简单的抗震设防设计思想，至目前世界各国认同的“三水准，两阶段”的设计方法，抗震设计取得了很大的进展。采用现有的抗震设计规范设计的建筑物，在实际的地震灾

6、害中均表现出良好的抗震性能，这点是值得肯定的。但值得注意的是，伴随经济的快速发展，城市是人口和社会财富高度集中的地区，且在地震高发背景的城市，震害产生的后果要比过去任何时候都要严重得多，依照目前多数国家采用的“三水准”设防理念所设计的建筑物，能够保证遇到“大震”时主体结构不倒塌，保障生命安全，但是很难保证“中小震”时房屋结构，尤其是非结构构件不破坏，事实上，非结构构件的破坏也在很大程度上危及人的安全。传统的设计方法可以保证建筑物的安全性，减少人员伤亡。但建筑物受到不同等级地震作用下的实际抗震性能我们却无法准确预估，因此，工程师也很难从直

7、接确认设计的建筑物经济性是否满足业主的期望。在地震发生时，即使可以保证建筑物的安全性，但由于其他的破坏没有得到预期有效地控制，往往会造成巨大的经济损失，达不到业主所能接受的程度。基于性能抗震设计思想就是在总结当前抗震设计思想不足的基础上提出来的，与现有抗震设计思想有很多联系，同时在设计理念上又有很大的区别。2基于性能的抗震设计方法基于性能的抗震设计理论是指根据建筑物的用途和重要性以及地震设防水准确定建筑物的抗震性能目标，按照该目标进行建筑抗震设计，使设计的建筑在未来可能发生的地震作用下具有预期的抗震性能和安全度，从而将建筑的震害损失控制

8、在预期的范围内⋯。20世纪90年代初，由美国科学家率先提出基于性能设计的抗震设计思想(performance—basedseismicdesign，PBSD)，并由政府出资，启动了许多相关的研究项目。其基本